Adeguamento sismico di edifici monumentali in muratura: i Silos di Trieste

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ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA

FACOLTA’ DI INGEGNERIA

CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA CIVILE-INDIRIZZO STRUTTURE

DICAM(Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e dei Materiali)

TESI DI LAUREA in

Progetti di strutture L-S

ADEGUAMENTO SISMICO DI EDIFICI MONUMENTALI

IN MURATURA:

I SILOS DI TRIESTE

CANDIDATO RELATORE:

Viviana Cannas Chiar.mo Prof. Marco Savoia

CORRELATORE Ing. Barbara Ferracuti

Anno Accademico 2010/2011

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A mio padre...la mia passione

A mia madre...la mia grinta

A mio fratello...il mio sorriso.

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1 INTRODUZIONE ...4

2 CASO STUDIO: COMPLESSO MAGAZZINI SILOS TRIESTE ... 10

2.1 Analisi storica del complesso ... 10

2.2 Strutture murarie esistenti ... 13

3 TECNICHE DI INTERVENTO ... 17

3.1 Descrizione generale dell'intervento ... 17

3.2 Intervento di recupero delle colonne in muratura ... 22

3.3 Caratteristiche dei materiali ... 24

3.3.1 Indagini sperimentali: muratura in pietra squadrata ... 24

3.3.2 Materiale per il rinforzo strutturale: barre e reti in FRP ... 29

4 ANALISI DEI CARICHI ... 30

4.1 Pesi propri materiali... 30

4.2 Pesi propri e carichi permanenti impalcati ... 30

4.2.1 Primo impalcato ... 30

4.2.2 Secondo impalcato ... 30

4.2.3 Terzo impalcato ... 31

4.2.4 Copertura... 31

4.3 Carichi accidentali impalcati ... 32

4.4 Carico da neve ... 32

4.5 Carico da vento... 33

4.6 Carico sismico ... 34

4.6.1 Fattore di struttura ... 35

4.7 Carico da Variazione termica stagionale ... 36

4.8 Combinazioni di carico... 37

5 VERIFICA STRUTTURE MURARIE ... 41

5.1 Verifica murature esistenti ... 41

5.1.1 Definizione delle sezioni di verifica ... 41

5.1.2 Verifiche per carichi statici ... 46

5.1.3 Verifiche per carico sismico ... 48

5.2 Verifica delle sezioni in muratura rinforzate ... 50

5.2.1 Legami costitutivi adottati ... 51

5.2.2 Verifica a pressoflessione: Domini di interazione M-N ... 57

5.2.3 Verifica a taglio... 79

6 CONFINAMENTO DELLE COLONNE IN MURATURA ... 83

6.1 Resistenza di progetto a compressione della muratura confinata ... 84

6.2 Deformazione ultima della muratura confinata ... 89

6.3 Domini di interazione M-N del pilastro confinato... 95

6.4 Diagramma Momento-Curvatura del pilastro confinato ... 114

6.5 Confronto Domini M-N dei pilastri non confinati e confinati ... 133

7 Determinazione della lunghezza di ancoraggio per le barre in composito ... 149

7.1 Calcolo della lunghezza d'ancoraggio ... 150

7.2 Descrizione generale dei possibili meccanismi di crisi ... 164

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3

8 Conclusioni ... 173 9 Bibliografia ... 175

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1 INTRODUZIONE

La necessità crescente di salvaguardia monumentale delle murature antiche, sia ai fini di un riutilizzo dei fabbricati per una loro riconversione ad altri usi, che per fini di conservazione del patrimonio artistico, sempre più spesso richiede l’uso di tecniche affidabili finalizzate al recupero. Una strada importante è stata seguita negli ultimi decenni, in cui si è maturata sia la consapevolezza dell’importanza culturale, sociale ed economica che i beni culturali e ambientali del nostro Paese hanno, sia la necessità di preservarli dal deperimento, di garantirne l’integrità nel tempo e l’opportuna valorizzazione.

La diffusione dei materiali compositi utilizzati come rinforzo di elementi strutturali in campo civile ha avuto a tale scopo un notevole incremento, e le applicazioni a cui si presta questa tecnica sono molto varie e numerose, sia nel campo del restauro che delle nuove costruzioni.

I vantaggi che offrono sono la possibilità di adattarsi a qualsiasi forma, l’elevato rapporto resistenza-peso, la durabilità nel tempo, la resistenza agli agenti chimici e naturali e alla corrosione.

L’interesse che questo tipo di applicazioni ha riscontrato anche in Italia è sottolineato dal lavoro di numerosi ricercatori operanti nei settori della Meccanica delle Strutture, delle Costruzioni, della Riabilitazione strutturale e dell’Ingegneria sismica, che si trovano a che fare con un patrimonio edilizio particolarmente vasto ed importante.

La rinnovata sensibilità per un approccio conservativo al restauro strutturale richiede difatti nuove ed affidabili proposte di intervento e ciò ha ridestato un interesse per l’argomento che non è solo teorico.

Gli eventi sismici, che a intervalli frequenti interessano il patrimonio edilizio storico, hanno evidenziato inoltre il fatto che interventi, poco

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riguardosi del contesto, possano portare ad un aumento della vulnerabilità, invece che ad una sua riduzione.

Abbandonate le tecniche di consolidamento che tendono a trasformare un organismo murario in un edificio intelaiato in c.a. con tamponature in muratura, dimenticati gli abusati termini "tetto antisismico" o "solaio antisismico" si privilegiano oggi soluzioni "leggere" progettando interventi che riescono a coniugare la richiesta di sicurezza con il rispetto della autenticità del bene, del suo linguaggio costruttivo originario e della necessità di conservarlo per una vita futura di durata adeguata al suo valore storico, evitando quindi tecniche invasive, poco reversibili o che non diano garanzia di un buon funzionamento nel tempo.

In questo filone si inserisce l'applicazione dei materiali compositi FRP (Fiber rinforced polymer) - nastri e reti in fibre

di vetro in matrici epossidiche - per opere di consolidamento e/o di miglioramento sismico di edifici in muratura.

In tale contesto si sviluppa la presente tesi, che prende come riferimento un ambizioso progetto di riqualificazione urbana che riporterà in vita l'Ex Silos di Trieste, complesso edilizio asburgico in muratura, di notevole importanza storica per la città e vincolato dal Ministero dei Beni Culturali. In particolare, grazie al supporto della relazione di calcolo fornita dalla BMS PROGETTI di Milano che ha curato il progetto di recupero strutturale e adeguamento sismico, è stato possibile valutare gli effetti che il rinforzo strutturale, eseguito mediante l'utilizzo di materiali compostiti FRP, esercita nei confronti della struttura in oggetto.

Il lavoro è stato suddiviso in 8 capitoli dei quali qui di seguito si fornisce una breve descrizione.

Nel capitolo 2 si fornisce un inquadramento storico del complesso oggetto del caso di studio, con particolare riferimento alla sua funzione di punto di connessione tra il trasporto ferroviario e quello marittimo, il tutto supportato da documentazioni fotografiche.

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Da numerose stampe e documenti storici si vede, infatti, che in corrispondenza del cortile interno era presente un rilevato che permetteva l’arrivo dei treni al livello dell’attuale solaio di piano primo, dove venivano stoccate le granaglie appena scaricate dai convogli. Sempre nel capitolo 2 viene inoltre offerta una descrizione dell'edificio dal punto di vista geometrico-strutturale, la quale pone in luce l'importanza che tale complesso riveste anche in termini delle dimensioni in gioco.

La struttura esistente si presenta composta da due corpi di fabbrica rettangolari di 28.5 m di larghezza e 280 m di lunghezza, separati da una corte interna larga 27.7 m, e da un corpo di fabbrica di testata di 85 m di larghezza e 85 m di lunghezza che li raccorda senza apparente soluzione di continuità.

Questo complesso di edifici, che nel loro insieme formano in pianta una sorta di “diapason”, sono inscritti in un’area rettangolare con lati di dimensione pari a 365 m e 85 m.

Anche in tal caso il supporto di immagini e rappresentazioni schematiche, consente una più facile visualizzazione del fabbricato. Nel capitolo 3 vengono descritte le tecniche di intervento in riferimento al progetto nel suo complesso, il quale consiste nella realizzazione, all’interno dell’edificio degli Ex Silos sito a Trieste, di un complesso polifunzionale composto da: un centro commerciale, un auditorium multisala, un centro benessere, una palestra, un albergo e spazi adibiti ad uffici.

Per la realizzazione di tutte le opere sopra elencate, il progetto, non solo prevede di utilizzare le strutture murarie esistenti adeguate ai nuovi carichi e alle nuove destinazioni d’uso, ma anche di realizzare ex novo dei corpi di fabbrica, adiacenti all’edificio storico, ma completamente indipendenti da esso dal punto di vista strutturale.

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Sempre nel capitolo 3 si tratta poi del consolidamento delle colonne in muratura mediante materiali compositi, più precisamente una rete con maglia 99x99 e delle barre longitudinali di 12 mm di diametro entrambi in fibra di vetro, annegate in uno strato di malta di 70 mm di spessore complessivo, che hanno la funzione di aumentarne la capacità resistente.

Inoltre per quanto riguarda le caratteristiche dei materiali vengono introdotti i valori caratteristici di resistenza della muratura determinati a valle di una vasta campagna di indagine sperimentale condotta dal DICAM (Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e dei Materiali) dell’Università di Bologna, sotto la supervisione del prof. M. Savoia. Il capitolo 4 riguarda l'analisi dei carichi, utile al fine di determinare le sollecitazioni in gioco necessarie per effettuare le verifiche a pressoflessione per le quali si rimanda al capitolo 5.

Nel capitolo 5 in particolare si identificano le sezioni da verificare a pressoflessione e a taglio, ovvero le sezioni che, a valle di verifiche analitiche dell'elemento privo di rinforzo effettuate dai progettisti, rappresentano le sezioni deboli del complesso e quindi risultate meritevoli di un intervento di consolidamento mediante barre e fasciature in FRP.

Per tali sezioni deboli vengono condotte verifiche a pressoflessione, nel quale si mettono a confronto i domini costruiti per l'elemento non rinforzato con quelli dell'elemento rinforzato.

Prima di procedere a tali verifiche, e quindi alla costruzione di domini di interazione M-N , è stato necessario fornire una trattazione sui legami costitutivi dei materiali, evidenziando la differenza, per la muratura, tra legame triangolo rettangolo e legame parabola-rettangolo.

Per quanto concerne i Fibrocompositi il comportamento è invece di tipo elasto-fragile fino a rottura.

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A seconda del tipo di legame adottato quindi si è costruito il dominio di interazione M-N sia per carichi statici che per carichi sismici, che ha consentito di caratterizzare il campo di resistenza della sezione pressoinflessa.

Per completezza si sono riportate, per l'elemento rinforzato, le verifiche a taglio eseguite dai progettisti in forma tabellare.

Nel capitolo 6 si fornisce una valutazione dell'effetto di confinamento fornita dalla rete in FRP sulle colonne in muratura, aspetto questo molto importante in quanto un adeguato confinamento degli elementi in muratura può determinare un miglioramento delle prestazioni dell’elemento strutturale.

In particolare, esso consente di incrementare:

- La resistenza ultima e la corrispondente deformazione ultima, per elementi sollecitati da sforzo normale centrato o con piccola eccentricità; - La duttilità e, congiuntamente all’impiego di rinforzi longitudinali, la resistenza ultima per membrature pressoinflesse.

L’incremento della resistenza a compressione e della corrispondente deformazione ultima dell'elemento confinato con FRP dipendono dalla pressione di confinamento applicata che è funzione della rigidezza del sistema e della forma della sezione trasversale dell’elemento da

confinare.

A tal proposito per la stima della resistenza a compressione dell'elemento confinato si è fatto riferimento alle Istruzioni CNR DT 200/2004 (Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati ).

Per quanto concerne il calcolo della deformazione ultima dell'elemento confinato ci si è ricondotti alla formula proposta da Triantaﬁllou et al.(2005).

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Una volta calcolati i valori di interesse per l'elemento confinato, sono stati costruiti, anche in tal caso, i domini di interazione M-N per l'elemento confinato soggetto a pressoflessione, necessari per poter effettuare un confronto con quelli definiti per l'elemento non confinato in termini di duttilità.

Inoltre è stato calcolato, in maniera iterativa, il legame Momento-Curvatura il quale, per assegnati valori sollecitazione normale N, consente di fornire una stima della duttilità della sezione, definita come il rapporto tra la curvatura ultima e la curvatura allo snervamento.

L'ultima parte della seguente tesi, contenuta nel capitolo 7, riguarda il calcolo della lunghezza di ancoraggio delle barre in FRP al piede del maschio murario del piano primo nonché la definizione delle principali modalità di rottura che possono instaurarsi quando una barra in composito viene annegata nella muratura.

In particolare per la determinazione della lunghezza di aderenza si è fatto riferimento alla formulazione proposta dalle Istruzioni CNR DT 205, valida per ancoraggi di barre in FRP al calcestruzzo.

Tale formulazione è stata riadattata per l'ancoraggio di barre in FRP alla muratura.

Al punto 7.3 infine si è valutata la forza di estrazione di un cono di muratura, in quanto questa modalità di rottura è risultata essere quella più significativa per l'elemento investigato.

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2 CASO STUDIO: COMPLESSO MAGAZZINI SILOS TRIESTE

2.1 Analisi storica del complesso

L’indagine storica condotta attraverso le fonti documentarie, letterarie, iconografiche, bibliografiche, d’archivio, ecc., consente di capire le stratificazioni del sito e contribuisce ad acquisire la conoscenza del manufatto architettonico.

Comprenderne la genesi significa entrare in contatto con l’architettura, valutarne le manomissioni, le trasformazioni e/o le superfetazioni succedutesi nel tempo.

Queste informazioni divengono imprescindibili per progettare un corretto intervento di recupero.

Per tali considerazioni qui di seguito viene fornita un'analisi storica del complesso.

Le strutture murarie oggetto dell’intervento appartengono ad un complesso edilizio realizzato con soluzione di continuità tra il 1830 ed il 1850 dall’Impero Austro-Ungarico a seguito dell’apertura del Canale di Suez.

L’edificio era posto in adiacenza alla stazione ferroviaria e a ridosso del vecchio porto, con funzione di punto di connessione tra il trasporto ferroviario ed il trasporto marittimo e di stoccaggio temporaneo delle merci, in particolare granaglie.

Il complesso è composto da due edifici di caratteristiche geometriche e strutturali del tutto simili, disposti parallelamente tra loro e separati da un cortile interno posto attualmente al livello del piano campagna.

Da numerose stampe e documenti storici si vede che in corrispondenza del cortile interno era presente un rilevato che permetteva l’arrivo dei treni

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al livello dell’attuale solaio di piano primo, dove ven granaglie appena scaricate dai convogli.

Si veda a tal proposito la figura 2.1 che fornisce una veduta pa porto col magazzino S

Figura 2.1: veduta parziale del porto

In un secondo momento attraverso delle aperture nel solaio, i cui segni sono ancora visibili su numerose volte, le granaglie venivano scaricate ed insaccate al piano inferiore e da li trasportate sulle navi.

In figura 2.2 una foto del tempo mostra il lato porto.

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al livello dell’attuale solaio di piano primo, dove venivano stoccate le granaglie appena scaricate dai convogli.

Si veda a tal proposito la figura 2.1 che fornisce una veduta pa porto col magazzino Silos.

veduta parziale del porto col magazzino Silos dello scalo merci.

do momento attraverso delle aperture nel solaio, i cui segni sono ancora visibili su numerose volte, le granaglie venivano scaricate ed insaccate al piano inferiore e da li trasportate sulle navi.

una foto del tempo mostra il lato porto.

ivano stoccate le

Si veda a tal proposito la figura 2.1 che fornisce una veduta parziale del

col magazzino Silos dello scalo merci.

do momento attraverso delle aperture nel solaio, i cui segni sono ancora visibili su numerose volte, le granaglie venivano scaricate ed

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Figura 2.2

Da ricerche storiche eseguite

costruzione dell’edificio, era interessata dalla battigia del mare e che, quindi, l’edificio attuale sorge su terre

Negli anni, l’edificio è passato di proprietà, in parte al Comune di Trieste, in parte alle ferrovie FFSS, ed ha subito diversi interventi strutturali.

Nella parte anteriore (non oggetto del presente intervento) è stato realizzato vent’anni

completamente le strutture interne e realizzando una struttura in calcestruzzo prefabbricata fondata su pali, mentre la copertura è stata realizzata con strutture metalliche reticolari e lamiera grecata.

Sul lato del cortile interno adiacente all’edificio di testata è stata realizzata la rampa di accesso al parcheggio.

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Figura 2.2: fronte mare del Silos e vista dell'attracco portuale.

Da ricerche storiche eseguite si evince che l’area, precedentemente alla costruzione dell’edificio, era interessata dalla battigia del mare e che, quindi, l’edificio attuale sorge su terreno riportato.

Nella parte anteriore (non oggetto del presente intervento) è stato nt’anni fa un parcheggio multipiano, asportando completamente le strutture interne e realizzando una struttura in calcestruzzo prefabbricata fondata su pali, mentre la copertura è stata realizzata con strutture metalliche reticolari e lamiera grecata.

cortile interno adiacente all’edificio di testata è stata realizzata la rampa di accesso al parcheggio.

e vista dell'attracco portuale.

precedentemente alla costruzione dell’edificio, era interessata dalla battigia del mare e che,

Nella parte anteriore (non oggetto del presente intervento) è stato un parcheggio multipiano, asportando completamente le strutture interne e realizzando una struttura in calcestruzzo prefabbricata fondata su pali, mentre la copertura è stata realizzata con strutture metalliche reticolari e lamiera grecata.

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Il resto dell’edificio, sia lato mare, sia lato stazione, è stato utilizzato dalle ferrovie, dalle poste, e da numerose ditte di autotrasporti, ed ha

diverse manomissioni, con realizzazione di nuove aperture e

e vani scala; in particolare l’edifico lato stazione risulta privo di copertura distrutta da un incendio nel 1994.

2.2 Strutture murarie esistenti

I due corpi di fabbrica ogge

analoghi tra loro sia dal punto di vista geometrico, figura 2.3, sia dal punto di vista strutturale.

Figura 2.3: vista dall'alto del complesso magazzini Silos

Entrambi presentano strutture portanti principali realizzate in pietra calcarea carsica squadrata (provenienti da cave nell’area di Muggia), con giunti in malta di calce povera.

Ciascun edificio presenta una sezione trasversale costituita da due arch adiacenti di 13 m di luce ciascuno che collegano tra loro tre file di maschi

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Il resto dell’edificio, sia lato mare, sia lato stazione, è stato utilizzato dalle ferrovie, dalle poste, e da numerose ditte di autotrasporti, ed ha

diverse manomissioni, con realizzazione di nuove aperture e

; in particolare l’edifico lato stazione risulta privo di copertura distrutta da un incendio nel 1994.

Strutture murarie esistenti

I due corpi di fabbrica oggetto dell’attuale intervento sono del tutto analoghi tra loro sia dal punto di vista geometrico, come si può vedere in

sia dal punto di vista strutturale.

vista dall'alto del complesso magazzini Silos (evidente la forma a diapaso

Entrambi presentano strutture portanti principali realizzate in pietra calcarea carsica squadrata (provenienti da cave nell’area di Muggia), con giunti in malta di calce povera.

Ciascun edificio presenta una sezione trasversale costituita da due arch di luce ciascuno che collegano tra loro tre file di maschi Il resto dell’edificio, sia lato mare, sia lato stazione, è stato utilizzato dalle ferrovie, dalle poste, e da numerose ditte di autotrasporti, ed ha subito diverse manomissioni, con realizzazione di nuove aperture e di nuovi solai ; in particolare l’edifico lato stazione risulta privo di copertura

tto dell’attuale intervento sono del tutto come si può vedere in

(evidente la forma a diapason).

Entrambi presentano strutture portanti principali realizzate in pietra calcarea carsica squadrata (provenienti da cave nell’area di Muggia), con

Ciascun edificio presenta una sezione trasversale costituita da due archi di luce ciascuno che collegano tra loro tre file di maschi

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murari, che sostengono le volte in muratura su cui si imposta il piano primo.

In figura 2.4 si è riportata una sezione tipica.

Figura 2.4

I maschi murari proseguono oltre il piano primo con una sezione ridotta sino alla quota di imposta delle capriate di copertura senza che vi siano archi trasversali di collegamento tra essi.

In senso longitudinale queste strutture si ripeto pressoché costante ed i

collegati da archi sia a livello del piano primo che a livello del piano secondo.

In figura 2.5 si riporta una fotografia scattata recentemente ch vista parziale del complesso.

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murari, che sostengono le volte in muratura su cui si imposta il piano

In figura 2.4 si è riportata una sezione tipica.

Figura 2.4: sezione tipica della struttura muraria esistente

I maschi murari proseguono oltre il piano primo con una sezione ridotta imposta delle capriate di copertura senza che vi siano archi trasversali di collegamento tra essi.

In senso longitudinale queste strutture si ripetono ogni 6,40

ante ed i maschi murari di facciata e di spina, sono collegati da archi sia a livello del piano primo che a livello del piano

In figura 2.5 si riporta una fotografia scattata recentemente ch del complesso.

murari, che sostengono le volte in muratura su cui si imposta il piano

ia esistente

I maschi murari proseguono oltre il piano primo con una sezione ridotta imposta delle capriate di copertura senza che vi siano

no ogni 6,40 m con passo maschi murari di facciata e di spina, sono collegati da archi sia a livello del piano primo che a livello del piano

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Figura 2.5: vista parziale del complesso (foto scattata durante i rilievi).

Nel primo interpiano lo spessore delle murature perimetrali esterne è di circa 160 cm, con delle lesene in corrispondenza di ogni arco trasversale che portano lo spessore del muro ad un totale di 220 cm.

Sul lato interno la muratura, che doveva sostenere la spinta del rilevato ferroviario, si presenta continua e pressoché priva di aperture, con uno spessore costante di circa 158 cm a meno delle lesene, anche in questo caso presenti, che realizzano degli irrigidimenti di 240 cm di spessore totale.

I pilastri di spina hanno una sezione “a croce” con dimensioni massime di 250 per 250 cm e la coppia di archi trasversali, che li collega alle murature perimetrali, presenta una sezione di 105 cm di larghezza e di altezza variabile tra 90 cm nella sezione di chiave e 125 cm nella sezione di imposta.

Al di sopra di essi è presente un rinfianco, anch’esso in pietra squadrata, di 90 cm di spessore, che porta l’estradosso della struttura ad una quota costante di circa 10.2 m.

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Lateralmente agli archi, all’intradosso degli stessi, sono presenti due catene metalliche realizzate con piatti che collegano le due facciate, trattenute da capichiave disposti trasversalmente alla facciata.

Le catene non assolvono più alla loro funzione originaria dato che a causa del deterioramento della zona del capo chiave, non sono più in trazione. Le murature e gli archi descritti sostengono volte di spessore variabile tra 40-50 cm realizzate in laterizio e cementate a calce.

Il solaio di piano primo, dove presente, è realizzato in legno o in laterocemento e poggia sul rinfianco degli archi trasversali e su “frenelli” in laterizio sostenuti dalle volte in corrispondenza della loro chiave.

Al piano superiore le murature portanti esterne hanno uno spessore pari a 60-80 cm e sono sempre presenti delle lesene di facciata che generano pilastri di rinforzo con spessore fino a 110 cm.

Come già accennato, in questo interpiano i maschi murari non sono collegati trasversalmente, mentre sono presenti archi di collegamento in senso longitudinale.

Le capriate di copertura in legno, dove presenti (edificio lato mare), insistono sui tre appoggi, costituiti dalla testa dei 3 maschi murari trasversali.

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3 TECNICHE DI INTERVENTO

3.1 Descrizione generale dell'intervento

L’intervento in oggetto, progettato dalla BMS PROGETTI SRL di Milano, consiste nella realizzazione, all’interno dell’edificio degli Ex Silos sito a Trieste, di un complesso polifunzionale composto da: un centro commerciale; un auditorium multisala; un centro benessere; una palestra; un albergo; spazi adibiti ad uffici.

E’ prevista inoltre la realizzazione di un posteggio che presenta nella sua parte esterna al fabbricato storico due piani interrati.

Per la realizzazione di tutte le opere sopra elencate, il progetto, non solo prevede di utilizzare le strutture murarie esistenti adeguate ai nuovi carichi e alle nuove destinazioni d’uso, ma anche di realizzare ex novo dei corpi di fabbrica, adiacenti all’edificio storico, ma completamente indipendenti da esso dal punto di vista strutturale.

L’edificio esistente è sito in adiacenza alla stazione centrale di Trieste e si presenta composto da due corpi di fabbrica rettangolari di 28.5 m di larghezza e 280 m di lunghezza, separati da una corte interna larga 27.7 metri, e da un corpo di fabbrica di testata di 85 m di larghezza e 85 m di lunghezza che li raccorda senza apparente soluzione di continuità.

Questo complesso di edifici, che nel loro insieme formano in pianta una sorta di “diapason”, sono inscritti in un’area rettangolare con lati di dimensione pari a 365 m e 85 m.

L’intero edificio di testata ed una piccola porzione dei due corpi di fabbrica rettangolari sono stati già oggetto di ristrutturazione, sono di altra proprietà e non sono pertanto oggetto del nuovo intervento che, quindi, riguarda solamente i primi 280 m del complesso murario (figura 3.1).

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Figura 3.1: schema esemplificativo della zona oggetto del nuovo intervento.

Nella sua porzione

edifici storici esistenti, il progetto prevede di ospitare la maggior parte delle attività commerciali, l’albergo, il centro benessere, gli uffici e le sale più piccole dell’Auditorium; mentre la gall

sala principale (900 posti) dell’Auditorium verranno realizzati chiudendo lo spazio, attualmente aperto, compreso tra i due edifici.

In figura 3.2 e 3.3 si riportano, r

schematica del complesso oggetto dell'intervento.

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schema esemplificativo della zona oggetto del nuovo intervento.

Nella sua porzione fuori terra, all’interno del volume costituito dai due edifici storici esistenti, il progetto prevede di ospitare la maggior parte delle attività commerciali, l’albergo, il centro benessere, gli uffici e le sale più piccole dell’Auditorium; mentre la galleria commerciale coperta (Mall) e la sala principale (900 posti) dell’Auditorium verranno realizzati chiudendo lo spazio, attualmente aperto, compreso tra i due edifici.

In figura 3.2 e 3.3 si riportano, rispettivamente, la planimetria ica del complesso oggetto dell'intervento.

schema esemplificativo della zona oggetto del nuovo intervento.

fuori terra, all’interno del volume costituito dai due edifici storici esistenti, il progetto prevede di ospitare la maggior parte delle attività commerciali, l’albergo, il centro benessere, gli uffici e le sale più eria commerciale coperta (Mall) e la sala principale (900 posti) dell’Auditorium verranno realizzati chiudendo lo

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Figura 3.2

Figura 3.3:

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Figura 3.2: planimetria degli esterni del nuovo complesso

Figura 3.3: pianta schematica dell'intervento. : planimetria degli esterni del nuovo complesso.

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La porzione interrata dell’intervento, destinata principalmente a posteggio, si può fondamentalm

manufatto con due piani interrati da realizzarsi al di sotto del piazzale antistante l’edificio storico dei “Silos”, ma fuori dalla sua sagoma; la seconda, invece, prevede la realizzazione di un piano

della galleria commerciale, nello spazio compreso tra i due edifici storici. L’accesso a questa seconda parte di parcheggio avviene attraverso dei tunnel che si collegano alla prima passando al di sotto dell’edificio storico. In figura 3.4 è schematizzato quanto sopra detto.

Figura 3.4:

Il recupero ruota quindi sui due immobili e su tre piani, valorizzati elementi arc

volta e le coperture di legno.

L’intervento, relativamente alle sole strutture murarie esistenti, consiste, oltre che nel recupero e nel ripristino dell’integrità delle murature e degli

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La porzione interrata dell’intervento, destinata principalmente a posteggio, si può fondamentalmente dividere in due parti: la prima è costituita da un manufatto con due piani interrati da realizzarsi al di sotto del piazzale antistante l’edificio storico dei “Silos”, ma fuori dalla sua sagoma; la seconda, invece, prevede la realizzazione di un piano interrato al di sotto della galleria commerciale, nello spazio compreso tra i due edifici storici. L’accesso a questa seconda parte di parcheggio avviene attraverso dei tunnel che si collegano alla prima passando al di sotto dell’edificio storico.

ura 3.4 è schematizzato quanto sopra detto.

Figura 3.4: pianta interrati del nuovo intervento.

Il recupero ruota quindi sui due immobili e su tre piani, di cui verranno valorizzati elementi architettonici come le facciate ad archi,

ta e le coperture di legno.

’intervento, relativamente alle sole strutture murarie esistenti, consiste, oltre che nel recupero e nel ripristino dell’integrità delle murature e degli La porzione interrata dell’intervento, destinata principalmente a posteggio, ente dividere in due parti: la prima è costituita da un manufatto con due piani interrati da realizzarsi al di sotto del piazzale antistante l’edificio storico dei “Silos”, ma fuori dalla sua sagoma; la interrato al di sotto della galleria commerciale, nello spazio compreso tra i due edifici storici. L’accesso a questa seconda parte di parcheggio avviene attraverso dei tunnel che si collegano alla prima passando al di sotto dell’edificio storico.

di cui verranno archi, le strutture a

’intervento, relativamente alle sole strutture murarie esistenti, consiste, oltre che nel recupero e nel ripristino dell’integrità delle murature e degli

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impalcati di piano primo, nella realizzazione di un secondo piano che si appoggia con colonne metalliche sugli archi sottostanti e, in alcune parti dell’edificio, di un piano terzo che si imposta a livello della catena della capriata di copertura, da realizzare in acciaio, in sostituzione di quella originaria in legno per le pa

In figura 3.5 è riportata una sezione tipica dell'intervento.

Figura 3.5

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impalcati di piano primo, nella realizzazione di un secondo piano che si appoggia con colonne metalliche sugli archi sottostanti e, in alcune parti dell’edificio, di un piano terzo che si imposta a livello della catena della capriata di copertura, da realizzare in acciaio, in sostituzione di quella originaria in legno per le parti in cui è ancora esistente.

è riportata una sezione tipica dell'intervento.

Figura 3.5: sezione trasversale tipica del nuovo intervento.

impalcati di piano primo, nella realizzazione di un secondo piano che si appoggia con colonne metalliche sugli archi sottostanti e, in alcune parti dell’edificio, di un piano terzo che si imposta a livello della catena della capriata di copertura, da realizzare in acciaio, in sostituzione di quella

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22

3.2 Intervento di recupero delle colonne in muratura

Le analisi effettuate mostrano che i maschi murari centrali di entrambi gli edifici, a partire dal piano primo, non hanno una sezione sufficiente per resistere alle sollecitazioni derivanti dal sisma e, in alcuni casi, anche dai semplici carichi statici (a tal proposito si faccia riferimento al capitolo 5). Nell'ottica di voler coniugare in maniera adeguata i problemi della conservazione del patrimonio edilizio storico con i problemi della sicurezza del fabbricato e’ stato necessario quindi prevedere di rinforzare la sezione muraria aumentandone le capacità resistenti, sia a taglio che a flessione, attraverso l’utilizzo di reti e barre in fibra di vetro.

L’intervento consiste nell’applicare su tutte e quattro le facce della muratura uno strato di malta di 70 mm di spessore complessivo, in cui vengono annegate una rete in fibra di vetro con maglia 99x99 con area trasversale pari a 300 mmq/m (tipo Sireg o similare), e delle barre longitudinali sempre in fibra di vetro di 12 mm di diametro (figura 3.6).

(24)

23

Figura 3.6: Sezione orizzontale dell'intervento.

Il collegamento tra il nuovo “intonaco” armato e la muratura avviene tramite dei connettori meccanici in fibra di vetro di 10x50 mm di sezione inghisati nella muratura per almeno 60 cm.

Per quanto concerne la lunghezza di ancoraggio delle barre longitudinali in fibra di vetro al piede del maschio murario del piano primo, lo studio di progettazione ha suggerito un valore empirico di 200 cm.

Si è deciso quindi di tratte spunto da tale valutazione procedendo ad un calcolo più rigoroso che verrà trattato approfonditamente nel capitolo 7.

(25)

24 3.3 Caratteristiche dei materiali

3.3.1 Indagini sperimentali: muratura in pietra squadrata

L’intervento concernente un qualsiasi organismo architettonico non può e non deve in alcun modo prescindere da una corretta indagine conoscitiva. L’anamnesi del fabbricato, delle tecniche costruttive e dei materiali posti in opera, costituisce un supporto imprescindibile per definire l’iter progettuale del progetto di recupero, al fine di evitare interventi incompatibili con la struttura, che nel tempo possono anche divenire causa stessa di degradi. In riferimento a quanto sopra detto, i valori di resistenza e di rigidezza del materiale murario esistente sono stati determinati a valle di una vasta campagna di indagine sperimentale condotta dal DICAM (Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e dei Materiali) dell’Università di Bologna, sotto la supervisione del prof. M. Savoia, commissionata dalla UNIECO s.p.a., i cui scopi e modalità sono stati concordati con i progettisti dell’intervento di consolidamento strutturale, dapprima l’Ing. V. Donelli e successivamente i progettisti dello Studio BMS di Milano (in particolare gli Ing. Malatesta, Bovi e Serra).

I risultati delle suddette prove sono stati quindi utilizzati per fornire ai progettisti i dati necessari per le valutazioni di sicurezza statica dello stato di fatto, nonché i dati necessari per la formulazione dei modelli di tipo numerico di verifica dell’esistente e degli interventi di consolidamento e di adeguamento sismico necessari in conseguenza del cambio di destinazione d’uso del fabbricato.

Sono state quindi condotte cinque prove di compressione su campioni di muratura in Laboratorio.

Tre campioni sono stati estratti dal Committente dalle murature portanti esterne del fabbricato, in posizioni diverse, mediante una serie di carotature per isolare una porzione di muratura e successivo taglio per

(26)

isolare campioni di dimensioni idonee (circa 60 x 60 cm di sezione e 120 cm di altezza).

Si veda a tal proposito l'immagine

Figura 3.7: campioni estratti

I campioni meglio riusciti sono quindi stati confinati mediante angolari e tiranti metallici, e qu

Due ulteriori campioni sono stati invece direttamente realizzati in Laboratorio, con una tessitura analoga a quella delle murature esistenti, da maestranze specializzate, utilizzando pietre di arenaria provenienti dal cantiere e malta di ripristino.

Tutti i campioni di muratura sono stati quindi soggetti a prova di compressione utilizzando una pressa da 6000

rottura e la deformazione del campione

raggiungimento, quando possibile, della deformaz

25

isolare campioni di dimensioni idonee (circa 60 x 60 cm di sezione e 120

Si veda a tal proposito l'immagine fotografica di figura 3.7.

campioni estratti in situ dal Committente, necessari per le prove di Laboratorio.

I campioni meglio riusciti sono quindi stati confinati mediante angolari e tiranti metallici, e quindi trasportati in Laboratorio.

Due ulteriori campioni sono stati invece direttamente realizzati in Laboratorio, con una tessitura analoga a quella delle murature esistenti, da maestranze specializzate, utilizzando pietre di arenaria provenienti dal cantiere e malta di ripristino.

ti i campioni di muratura sono stati quindi soggetti a prova di utilizzando una pressa da 6000 kN, registrando il carico di rottura e la deformazione del campione lungo i quattro spigoli fino al

mento, quando possibile, della deformazione ultima.

isolare campioni di dimensioni idonee (circa 60 x 60 cm di sezione e 120

dal Committente, necessari per le prove di

I campioni meglio riusciti sono quindi stati confinati mediante angolari e

Due ulteriori campioni sono stati invece direttamente realizzati in Laboratorio, con una tessitura analoga a quella delle murature esistenti, da maestranze specializzate, utilizzando pietre di arenaria provenienti dal

ti i campioni di muratura sono stati quindi soggetti a prova di , registrando il carico di lungo i quattro spigoli fino al

(27)

26

Dalle prove, condotte alla presenza di tecnici della Committenza e dei progettisti, è stato possibile trarre le seguenti indicazioni sulla portanza a compressione dei campioni:

- Escludendo il campione n. 4, che per alcuni danneggiamenti occorsi durante il trasporto ha mostrato fin dall’inizio della prova fessurazioni evidenti, la resistenza dei campioni prelevati dal fabbricato (n. 2, 3) è dell’ordine di 3.73 – 4.03 MPa.

La rottura è stata in tutte le prove inevitabilmente anticipata a causa del distacco di porzioni più o meno grandi di muratura, che a causa delle dimensioni del campione, comunque ridotte rispetto agli spessori delle murature in situ, non risultavano più adeguatamente ammorsate.

Per questo motivo, si ritiene che il valore di 4 MPa possa essere considerato rappresentativo (e comunque a favore di sicurezza per i motivi che saranno sotto descritti), della resistenza a compressione della muratura non consolidata.

- Per i campioni realizzati in Laboratorio, n. 5, 6, le prove di compressione hanno evidenziato resistenze pari a 4.63 e 5.08 MPa.

Nel primo caso, il distacco di una porzione di campione non ben ammorsato in fase di realizzazione ha ridotto la sezione resistente una volta raggiunto un carico pari al 70% di quello di rottura.

Per questi motivi, si ritiene il valore di 5 MPa quale rappresentativo della resistenza a compressione dei campioni realizzati in Laboratorio.

Tale valore può essere considerato quale il valore di resistenza della muratura in situ qualora sia stata sottoposta ad un efficace consolidamento mediante iniezioni, oppure degli archi in muratura.

- Il modulo elastico dei campioni testati è stato valutato come la rigidezza secante del diagramma tensione – deformazione tra 1 e 2 MPa (ove

(28)

27

quest’ultimo valore è pari al 40-50% della tensione di rottura).

Escludendo i provini n. 4 e 5 (a causa delle fatturazioni evidenziate fin dall’inizio il primo, e dei letti di malta di dimensioni superiori alla media il secondo, ricostruito), i valori ottenuti dai rimanenti campioni (n. 2, 3, 6) sono nell’intervallo 320-490 MPa, con un valore medio di 420 MPa, non distinguendo tra campioni estratti dal fabbricato e ricostruiti in situ.

Il valore di modulo elastico, significativamente più basso di quanto tipicamente assunto dalle relazioni proposte dalle Normative, è dovuto al grande spessore dei letti di malta, nei quali si concentra tutta la deformabilità della muratura.

La significativa variabilità di tale valore di modulo (e convenzionalità della sua definizione), hanno suggerito di indicare ai progettisti un intervallo di possibili valori da assumere nelle analisi, appunto 320-490 MPa.

Quindi in conclusione per i maschi e i pannelli murari si sono assunti i seguenti valori caratteristici:

- Valore caratteristico di rottura a compressione: 3,8 MPa;

- Modulo elastico: 400MPa

Il valore caratteristico di rottura a taglio τ0k viene determinato per

proporzionalità dal valore di resistenza a compressione della muratura sulla base della tabella C8A.2.1 delle "Istruzioni" alle NTC 2008.

Per cui, nel nostro caso, si ha:

- Valore caratteristico di rottura a taglio: 0.057 MPa

Per la determinazione dei valori di resistenza di progetto di una struttura esistente, la Normativa individua dei coefficienti parziali di sicurezza,

(29)

28

denominati “Fattori di Confidenza”, il cui valore è correlato al “Livello di conoscenza” del materiale e della geometria dell’edificio acquisito nella campagna di indagine effettuata, che vanno preliminarmente a ridurre i valori medi di resistenza dei materiali della struttura esistente, per ricavare i valori da adottare, nel progetto o nella verifica, e da ulteriormente ridurre, quando previsto, mediante i coefficienti parziali di sicurezza.

Nel nostro caso, sono stati effettuati un rilievo geometrico completo, indagini estese ed esaustive sui dettagli costruttivi e sulle proprietà dei materiali; quindi, possiamo asserire di aver conseguito un alto livello di conoscenza, pari a LC3 ai sensi della NTC 2008 e relative “Istruzioni”, per i quali è previsto un valore del fattore di confidenza FC=1.00 .

D’altra parte, vista l’estensione del manufatto in oggetto, si preferisce utilizzare un valore del fattore di confidenza più cautelativo, pari a FC = 1.10.

Le resistenze a compressione e a taglio di progetto, da utilizzare nell'analisi statica lineare per i maschi e i pannelli murari, si ricavano quindi dalle seguenti espressioni:

_{FC ·}

1.1520 MPa

_{FC ·}

0.0173 MPa

con FC = 1.10 e m= 3.00

Per quanto riguarda i valori della resistenza a compressione e a taglio di progetto da utilizzare nell'analisi sismica lineare (Modale), si ricorre alle seguenti espressioni:

(30)

29 _{FC ·}

1.728 MPa

_{FC ·}

0.0259 MPa

con FC = 1.10 e m= 2.00 (si veda il paragrafo 7.8.1.1 delle NTC).

3.3.2 Materiale per il rinforzo strutturale: barre e reti in FRP

Le barre e le reti sono realizzate in materiale composito FRP (Fiber Reinforced Polymer) per armatura e collegamento di paramenti murari e solai, realizzate con fibra di vetro AR (Alcalino Resistente) pretensionata e impregnata con resina termoindurente di tipo vinilestere epossidico, trattata in superficie con sabbia al quarzo per migliorarne l’aderenza. inferiore a quella della matrice.

Caratteristiche meccaniche:

! 33000 MPa (modulo elastico medio); "# 3% (allungamento a rottura);

Rapporto medio fibra/resina = 50%;

(31)

30

4 ANALISI DEI CARICHI

Per quanto riguarda i carichi, si fa qui riferimento all'analisi condotta dai progettisti.

4.1 Pesi propri materiali

- Peso proprio murature in pietra = 2400 Kg /mc (Archi, maschi e pannelli murari e rinfianchi)

- Peso proprio murature in laterizio = 2000 Kg /mc (Volte) - Peso delle volte in laterizio (sp. 50cm) = 10 KN/mq

4.2 Pesi propri e carichi permanenti impalcati

4.2.1 Primo impalcato

Lamiera (h=175mm) + getto (75mm) = 4,00 KN/mq Peso proprio impalcato = 4,00 KN/mq

Massetto e pavimento (6cm) = 1,50 KN/mq Sottofondo alleggerito (9cm) = 0,70 KN/mq Impianti appesi + controsoffitto = 0,50 KN/mq Partizioni interne = 0,80 KN/mq Totale permanenti = 3.50 KN/mq

4.2.2 Secondo impalcato

Impalcato - Tipico

Lamiera + getto (14 cm) = 2,90 KN/mq Profili secondari (ILS270 / 2m) = 0.20 KN/mq Peso proprio impalcato = 3,10 KN/mq

(32)

31 Impalcato - Fili (D-F)/(4 -15)

Lamiera + getto (16 cm) = 3,40 KN/mq Profili secondari (ILS270 / 2m) = 0.20 KN/mq Peso proprio impalcato = 3,60 KN/mq

4.2.3 Terzo impalcato

Lamiera + getto (12 cm) = 2,40 KN/mq Profili secondari (ILS270 / 2m) = 0,20 KN/mq Peso proprio impalcato = 2,60 KN/mq

4.2.4 Copertura

Copertura (isolanti, rivestimento) = 0,50 KN/mq Controsoffitto = 0,50 KN/mq Lamiera Grecata = 0,10 KN/mq Impianti appesi = 0,20 KN/mq Totale permanenti = 1.30 KN/mq

(33)

32 4.3 Carichi accidentali impalcati

Nel seguito vengono indicati a seconda della destinazione d’uso i carichi accidentali previsti in progetto.

Uffici / Ristorante = 3.00 KN/mq Negozi = 4.00 KN/mq Albergo = 2.00 KN/mq Area Fitness / SPA = 5.00 KN/mq Piscina = 13.00 KN/mq Sale Convegni = 5.00 KN/mq Aree comuni centro commerciale = 5.00 KN/mq

Locali Tecnici = 6.00 / 10.00 KN/mq Scale comuni = 4.00 KN/mq

4.4 Carico da neve

Nell’ambito del DM 14.01.2008 (1) il sito in oggetto presenta le seguenti caratteristiche:

zona geografica 2 quota (m) s.l.m. +3.00 m

qsk (valore caratteristico di riferimento del carico di neve al suolo per un periodo di ritorno

di 50 anni) 1.00 KN/m2 µi ( coefficiente di forma della copertura) 0.8

CE (coefficiente di esposizione) 1

CT ( coefficiente termico) 1

Il carico ottenuto in copertura viene quindi assunto pari a :

(34)

33 4.5 Carico da vento

Nell’ambito del DM 14.01.2008 (1) il sito in oggetto presenta le seguenti caratteristiche:

zona geografica 8 (TS) quota (m) s.l.m. del sito +3.00 categoria di esposizione IV Kr 0.22 Z0 0.30 m Zmin 8.0 m classe di rugosità B Vb 30 m/s a0 1500 m

'

(

)·*( + ,

0.560 .//

,

(4.2) 12345 67,18ln ;_<<₌> ?7 @ 18ln ;_<<₌>A BC 4 D 4EF (4.3) Ce(Z=Zmin=8.0m) 1.63 Cpsopravento 0.80 Cpsottovento -0.40 Cd 1.00

La pressione del vento ottenuta in corrispondenza di ogni quota risulta pari ai valori riportati nella tabella seguente (tabella 4.1):

(35)

Tabella 4.1

4.6 Carico sismico

Lo spettro di risposta viene definito secondo i segue dal DM 14.01.2008:

Coordinate comune di Trieste: Classe d'uso della struttura: Vita nominale: Coefficiente d'uso: Periodo di riferimento per la costruzione: Categoria di sottosuolo: Categoria topografica:

I valori dei parametri dello spettro per gli stati limite per l'analisi sismica sono qui di seguito riportati in t

Tabella 4.2:

34

Tabella 4.1: pressione del vento al variare della quota

Lo spettro di risposta viene definito secondo i seguenti parametri, dettati :

Coordinate comune di Trieste: 45.66°N / 13.77° E Classe d'uso della struttura: III

Vita nominale: VN = 50 anni

te d'uso: CU = 1.50

Periodo di riferimento per la costruzione: VR = VN CU = 75 anni

Categoria di sottosuolo: C Categoria topografica: T1

I valori dei parametri dello spettro per gli stati limite per l'analisi sismica no qui di seguito riportati in tabella 4.2.

Tabella 4.2: valori dei parametri dello spettro del vento al variare della quota

nti parametri, dettati

45.66°N / 13.77° E

= 75 anni

(36)

35

4.6.1 Fattore di struttura

Per la determinazione delle azioni sismiche in base alle quali valutare il rispetto degli stati limite ultimi al fine del progetto o della verifica di una struttura, il fattore di struttura (q) è un fattore di riduzione che permettere di ottenere gli spettri di progetto (riferiti ad un oscillatore elementare a comportamento anelastico) da quelli degli spettri di risposta elastici (riferiti ad un oscillatore elementare a comportamento elastico lineare).

Si procede secondo quanto riportato al paragrafo C7.8.1.2 della circolare alle NTC, relativo alle costruzioni in muratura esistenti.

q = 2,0·αu/α1(Edifici regolari in altezza);

q = 1,5·αu/α1 (Edifici non regolari in altezza)

αu/α1 = 1,8 (costruzioni in muratura ordinaria a 2 o più piani).

Nel caso in esame, quindi:

' 1.5 ·HI

HJ 1.5 · 1.8 2,7 (4.5) In figura 4.3 si fornisce lo spettro di progetto in riferimento alla struttura in esame.

(37)

4.7 Carico da Variazione termica stagionale

In conformità con quanto prescritto dalle NTC 2008 si adottano i seguenti valori di variazione termica stagionale:

strutture in acciaio "

strutture in calcestruzzo "protette" (Solai di piano e setti non esterni) strutture in calcestruzzo "non protette" (Solai di piano e setti esterni

36

Figura 4.3: spettro di progetto.

Carico da Variazione termica stagionale

In conformità con quanto prescritto dalle NTC 2008 si adottano i seguenti valori di variazione termica stagionale:

strutture in acciaio " protette" ∆Τ = ±15° C truzzo "protette" ∆Τ = ±10° C (Solai di piano e setti non esterni)

strutture in calcestruzzo "non protette" ∆Τ = ±15° C (Solai di piano e setti esterni-deposito autocorriere)

(38)

37

strutture in muratura "non protette" ∆Τ = ±15° C

(Facciate esterne e tutte le murature del deposito delle autocorriere) strutture in muratura "protette"  ∆Τ = ±10° C

(La restante parte delle murature)

4.8 Combinazioni di carico

Le verifiche vengono condotte per tutti gli elementi secondo il metodo degli stati limite, considerando le seguenti combinazioni di carico previste dalle NTC.

- Combinazione di carico fondamentale, utilizzata per le verifiche (SLU):

% K· L&@ G· M&@ N· 3OP&@ ∑ 3ΨFESP E· OE&55 (4.6)

Dove i fattori moltiplicativi γ da utilizzare per la verifica di resistenza delle strutture sono pari a:

γg = 1.3 (1.0 se il suo contributo aumenta la sicurezza); γq = 1.5 (0.0 se il suo contributo aumenta la sicurezza); γp = 1.0;

- Combinazione di carico "sismica":

% L&@ M&@ &@ ∑ 3ΨFESP ,E· OE&5 (4.7)

Gli effetti dell'azione sismica sono valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi gravitazionali:

(39)

- Combinazione di c

- Combinazione di carico "frequente" utilizzata per le verifiche

- Combinazione di carico "quasi permanente" utilizzata per verifiche

I coefficienti ψ dipendono dalla destinazione d'uso del locale o dalla natura dell'azione variabile, e sono indicati nella tabella seguente (tabella tratta dalla tabella 2.5.I

Tabella 4.

38

Combinazione di carico "rara" utilizzata per le verifiche (SLE):

Combinazione di carico "frequente" utilizzata per le verifiche

Combinazione di carico "quasi permanente" utilizzata per verifiche

dipendono dalla destinazione d'uso del locale o dalla natura dell'azione variabile, e sono indicati nella tabella seguente (tabella tratta dalla tabella 2.5.I delle NTC:

Tabella 4.4: valori dei coefficienti di combinazione. (SLE):

(4.9)

Combinazione di carico "frequente" utilizzata per le verifiche (SLE):

(4.10)

Combinazione di carico "quasi permanente" utilizzata per verifiche (SLE):

(4.11)

dipendono dalla destinazione d'uso del locale o dalla natura dell'azione variabile, e sono indicati nella tabella seguente (tabella 4.4)

(40)

Qui di seguito si riportano le combinazioni di carico, in forma di tabelle, sia per le verifiche statiche (tabelle 4.5 e 4.6) che per le verifiche sismiche (tabella 4.7).

Tabella 4.5: coefficienti per la combi

Tabella 4.6: coefficienti per la combinazione

39

Qui di seguito si riportano le combinazioni di carico, in forma di tabelle, sia per le verifiche statiche (tabelle 4.5 e 4.6) che per le verifiche sismiche

coefficienti per la combinazione di carico di tipo A (verifiche statiche)

coefficienti per la combinazione di carico di tipo B (verifiche statiche) Qui di seguito si riportano le combinazioni di carico, in forma di tabelle, sia per le verifiche statiche (tabelle 4.5 e 4.6) che per le verifiche sismiche

(verifiche statiche)

(41)

Tabella 4.7:

40

(42)

41

5 VERIFICA STRUTTURE MURARIE

5.1 Verifica murature esistenti

5.1.1 Definizione delle sezioni di verifica

Anche se l'intervento non riguarda l'intero complesso, ai sensi di quanto specificato al punto 8.7.1 delle NTC e al punto C8A.3 delle Istruzioni CNR-DT 200/2004 viene individuata dai progettisti l'Unità Strutturale oggetto della modellazione.

Dai documenti storici si evince che i primi 43 m dell'edificio di testata non appartengono al nucleo originario dell'edificio ma sono di realizzazione successiva, tesi confermata anche dalle dimensioni in pianta rilevate dei maschi murari che sono molto diverse da quelle presenti nel resto dell'edificio.

Queste considerazioni, unite al fatto che proprio in quella parte la struttura interna in muratura è stata completamente sostituita da strutture prefabbricate in c.a., ha fatto ritenere logico ed opportuno, da parte dei progettisti, considerare come una singola unità strutturale, l'intera porzione di muratura storica pari a circa 28.5x322m, tra gli allineamenti "1" e "50". La parte considerata, quindi, va al di là dell'area soggetta al recupero in oggetto, comprendendo anche le campate al di sopra del "mercato slavo" e facenti parte del parcheggio multipiano, ma non prende in considerazione i primi 43 m dell'edificio di testata, considerati a sé stanti. In figura 5.1 è rappresentata una pianta schematica dell'unità strutturale, utile ai fini della modellazione e dell'individuazione delle sezioni da verificare.

(43)

Figura 5.1: pianta schemat

Come già accennato, le strutture m

(lato "mare" e lato "stazione") sono del tutto analoghe tra loro in termini di comportamento strutturale globale, tuttavia esse non sono del tutto identiche, ma presentano alcune differenze che possono modificare, almeno localmente, il comportamento delle strutture e che quindi non è possibile trascurare.

In particolare gli edifici presentano:

- destinazioni d'uso, e quindi, carichi leggermente diversi tra loro; - diversa estensione in pianta dell'impalcato di piano

- presenza del carico della piscina nell'edificio lato stazione; - diversa disposizione dei controventi trasversali aggiuntivi;

- diversa estensione in pianta del piano secondo che in particolare, nell'edificio lato "mare", si presenta con una soluz

allineamenti "15" e "18" che, per motivi architettonici, non può essere ripristinata con elementi metallici.

42

: pianta schematica dell'unità strutturale e limiti dell'intervento

Come già accennato, le strutture murarie delle due "maniche" dell'edificio (lato "mare" e lato "stazione") sono del tutto analoghe tra loro in termini di comportamento strutturale globale, tuttavia esse non sono del tutto identiche, ma presentano alcune differenze che possono modificare, lmeno localmente, il comportamento delle strutture e che quindi non è possibile trascurare.

In particolare gli edifici presentano:

destinazioni d'uso, e quindi, carichi leggermente diversi tra loro; diversa estensione in pianta dell'impalcato di piano terzo; presenza del carico della piscina nell'edificio lato stazione; diversa disposizione dei controventi trasversali aggiuntivi;

diversa estensione in pianta del piano secondo che in particolare, nell'edificio lato "mare", si presenta con una soluzione di continuità tra gli allineamenti "15" e "18" che, per motivi architettonici, non può essere ripristinata con elementi metallici.

limiti dell'intervento.

urarie delle due "maniche" dell'edificio (lato "mare" e lato "stazione") sono del tutto analoghe tra loro in termini di comportamento strutturale globale, tuttavia esse non sono del tutto identiche, ma presentano alcune differenze che possono modificare, lmeno localmente, il comportamento delle strutture e che quindi non è

destinazioni d'uso, e quindi, carichi leggermente diversi tra loro;

diversa estensione in pianta del piano secondo che in particolare, ione di continuità tra gli allineamenti "15" e "18" che, per motivi architettonici, non può essere

(44)

Per queste ragioni è stato necessario procedere alla modella entrambi gli edifici pu

due manufatti saranno del tutto confrontabili tra loro.

Negli schemi e nelle tabelle seguenti vengono riportate per entrambi gli edifici, lato stazione e lato mare, tutte le sezioni murarie che vengono sottoposte a verifica.

Tipicamente ogni sezione verificata viene identificata da un nome composto dal filo numerico a cui appartiene ed un codice alfanumerico (da M01 a M12 per i maschi murari e da A01 a A06 per gli archi trasversali) che ne individua la posizione all'interno dell

Si veda a tal proposito la figura 5.2.

Figura 5.2: sezione trasversale tipica con individuazione delle sezioni di verifica.

43

Per queste ragioni è stato necessario procedere alla modella

entrambi gli edifici pur sapendo che le sollecitazioni in termini globali tra i due manufatti saranno del tutto confrontabili tra loro.

Negli schemi e nelle tabelle seguenti vengono riportate per entrambi gli edifici, lato stazione e lato mare, tutte le sezioni murarie che vengono sottoposte a verifica.

picamente ogni sezione verificata viene identificata da un nome composto dal filo numerico a cui appartiene ed un codice alfanumerico (da M01 a M12 per i maschi murari e da A01 a A06 per gli archi trasversali) che ne individua la posizione all'interno della sezione trasversale.

Si veda a tal proposito la figura 5.2.

: sezione trasversale tipica con individuazione delle sezioni di verifica. Per queste ragioni è stato necessario procedere alla modellazione di

oni in termini globali tra i

Negli schemi e nelle tabelle seguenti vengono riportate per entrambi gli edifici, lato stazione e lato mare, tutte le sezioni murarie che vengono

picamente ogni sezione verificata viene identificata da un nome composto dal filo numerico a cui appartiene ed un codice alfanumerico (da M01 a M12 per i maschi murari e da A01 a A06 per gli archi trasversali)

a sezione trasversale.

(45)

44

Le 12 posizioni scelte per i maschi murari e le 6 per gli archi trasversali sono quelle risultate più significative per le verifiche.

Le sezioni denominate SL01 SL02 ecc... individuano invece la posizione dei setti in muratura longitudinali esistenti tra piano terra e piano primo, e che sono tutti quanti sottoposti a verifica.

Sono omesse le verifiche delle sezioni in muratura interessate dalla presenza dei setti di controvento in c.a.

Si noti che nel manufatto in oggetto, i maschi murari non hanno in pianta una forma rettangolare, ma hanno, a causa della presenza delle lesene murarie di irrigidimento, una sezione a "croce".

Nella determinazione della snellezza delle murature e nelle verifiche si è perciò considerata una sezione rettangolare equivalente, con un'area pari all'area effettiva del maschio, e con un rapporto tra i lati pari al rapporto delle dimensioni massime della sezione effettiva.

T

U2N

?;

_3Y·(5VWXXJ/+

>A · Z

(5.1)

T

[2N

?;

_3Y·(5VWXXJ/+

>A · \

(5.2)

dove:

Aeff = Area effettiva della sezione;

a = ingombro massimo della sezione in direzione X; b = ingombro massimo della sezione in direzione Y;

Nelle figure seguenti per ogni maschio murario vengono specificati la posizione delle sezioni di verifica all'interno della sezione trasversale dell'edificio ed i valori di Aeff, Lx, Ly di ciascuna sezione utilizzati nelle

(46)

45

In particolare in figura 5.3 si distinguono i tre livelli rispettivamente di fondazione, di spiccato da piano terra e di spiccato da piano primo.

Figura 5.3: posizione delle sezioni di verifica e valori significativi delle dimensioni in gioco nelle verifiche.

(47)

5.1.2 Verifiche per carichi statici

Le verifiche strutturali delle murature per cari

secondo quanto specificato al punto 4.5.6.2 delle NTC e al punto C4.5.6.2 delle "Istruzioni".

La verifica a presso imponendo che:

dove:

Nd = Forza assiale di progetto;

Lx,Ly = Dimensioni in pianta della parete muraria;

Φx,Φy = Coefficienti riduttivi dipendenti

e dalla snellezza della parete muraria nella direzione considerata I coefficienti Φx,Φy

delle NTC sotto riportata (tabella 5.4).

46

Verifiche per carichi statici

Le verifiche strutturali delle murature per carichi statici vengono condotte secondo quanto specificato al punto 4.5.6.2 delle NTC e al punto C4.5.6.2

La verifica a presso-flessione per carichi statici viene

Forza assiale di progetto;

Dimensioni in pianta della parete muraria;

Coefficienti riduttivi dipendenti dall'eccentricità dell'azione assiale e dalla snellezza della parete muraria nella direzione considerata

y vengono ricavati per interpolazione dalla tabella 4.5.III

delle NTC sotto riportata (tabella 5.4).

Tabella 5.4: valori del coefficiente Φ.

chi statici vengono condotte secondo quanto specificato al punto 4.5.6.2 delle NTC e al punto C4.5.6.2

quindi svolta

(5.3)

dall'eccentricità dell'azione assiale e dalla snellezza della parete muraria nella direzione considerata.

(48)

Dove:

t = dimensione della parete nella direzione considerata; H0 = altezza libera della parete nella direzione considerata,

e = eccentricità dell'azione assiale nella direzione considerata; H0 = H

ρ dove ρ è il fattore di vincolo lateral

Nella tabella 5.5 si riporta invece il valore di snellezza utilizzato nelle verifiche per ogni maschio murario verificato.

(*) Casi in cui il secondo piano non è presente

(**) Trasversalmente è stata considerata una snellezza pari a 0.0 a trasversali.

Tabella 5.5:

Per quanto riguarda le verifiche a taglio si segue quanto previsto da Istruzioni CNR-DT 200

Nelle due direzioni il val

47

dimensione della parete nella direzione considerata; altezza libera della parete nella direzione considerata, eccentricità dell'azione assiale nella direzione considerata;

è il fattore di vincolo laterale.

Nella tabella 5.5 si riporta invece il valore di snellezza utilizzato nelle verifiche per ogni maschio murario verificato.

(*) Casi in cui il secondo piano non è presente

(**) Trasversalmente è stata considerata una snellezza pari a 0.0 a causa della presenza degli archi

Tabella 5.5: valori della snellezza utilizzati nelle verifiche.

Per quanto riguarda le verifiche a taglio si segue quanto previsto da DT 200 al paragrafo C8.7.1.5.

Nelle due direzioni il valore di taglio resistente è pari a:

eccentricità dell'azione assiale nella direzione considerata;

Nella tabella 5.5 si riporta invece il valore di snellezza utilizzato nelle

causa della presenza degli archi

valori della snellezza utilizzati nelle verifiche.

Per quanto riguarda le verifiche a taglio si segue quanto previsto dalle

(5.4)

(49)

48 con:

σ0 = Nd/(Lx·Ly);

bx = h/Lx con le limitazioni: 1.00]bx]1.50;

by = h/Ly con le limitazioni: 1.00]by]1.50;

5.1.3 Verifiche per carico sismico

Le verifiche strutturali delle murature per carichi sismici vengono condotte secondo quanto specificato al punto 7.8.2.2.1 e 7.8.2.2.3 delle NTC.

Nei paragrafi 7.8.2.2.1 e 7.8.2.2.3 il momento ultimo di collasso di una sezione in muratura viene calcolato in entrambe le direzioni con le seguenti ipotesi:

- Diagramma delle compressioni rettangolare; - Resistenza a trazione della muratura trascurabile;

- Valore massimo della resistenza a compressione pari a 0,85 fd.

Nel nostro caso abbiamo quasi sempre nelle sezioni di verifica una pressoflessione deviata e quindi la sezione risulta verificata se: